CN101985414A

CN101985414A - 一种天然苯甲醛的生产方法

Info

Publication number: CN101985414A
Application number: CN2010102939209A
Authority: CN
Inventors: 李乐; 黄亚东; 邹志平; 阮爱民
Original assignee: China Tuhsu Flavors & Fragrances Import And Export Co Ltd
Current assignee: China Tuhsu Flavors & Fragrances Import And Export Co Ltd
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2030-09-27
Also published as: CN101985414B

Abstract

本发明公开了一种天然苯甲醛的生产方法，该方法是将肉桂醛和碱性水溶液置于反应釜中进行反醇醛反应，反应生成的含有天然苯甲醛产物的蒸汽通过一个三级冷凝系统进行分段控温冷却，随后于产品接收器中收集产物。本发明所述的天然苯甲醛生产方法将现有技术中的单个冷凝装置改进为三级冷凝系统，从而在保证天然苯甲醛产品的天然度和纯正气味的前提下，提高生产效率、降低能耗，克服现有的天然苯甲醛制备方法的缺陷。

Description

一种天然苯甲醛的生产方法

技术领域

本发明涉及一种天然苯甲醛的生产方法，更具体地说，本发明涉及一种采用三级冷凝系统生产天然苯甲醛的方法。

背景技术

天然苯甲醛是一种无色或淡黄色的液体，具有苦杏仁香味，主要存在于肉桂油、苦杏仁油、杏仁油、橙花油及其它芳香精油中，在香料、制药、日用化学品、饲料以及食品加工等领域中都有广泛的应用。然而，在美国和欧共体等发达国家，对于通过化学法合成的苯甲醛是严禁在食品和药品工业中使用的，因此，天然苯甲醛具有更广阔的应用范围和更大的市场需求量。目前，天然苯甲醛的制备主要是以肉桂醛或肉桂油为原料，通过其与水在碱性催化剂存在的条件下，进行反醇醛反应而制得。

为了提高苯甲醛的产率，人们对传统的天然苯甲醛制备方法进行了多方面的改进。例如公开号分别为CN1634837A、CN1749231A和CN101456799A的发明专利申请所公开的天然苯甲醛制备方法，这些制备方法都是直接以肉桂油为原料，由于肉桂油本身含有少量的苯甲醛以及副反应的减少，苯甲醛的产率均有不同程度的提高。但是，由于肉桂油中还存在与苯甲醛沸点相近的其它物质，导致这类以肉桂油为原料生产的苯甲醛产品中杂质含量高、气味不纯正。而在公开号分别为CN1834080A、CN101037384A和CN101250096A的发明专利申请中，则通过添加催化剂来提高苯甲醛的产率。然而，催化剂的添加往往导致苯甲醛产品的天然性受到影响。

由于种种因素的限制，上述改进了的天然苯甲醛制备方法仍未得到广泛应用。目前国内的工业生产仍然采用传统的生产工艺，即将肉桂醛溶解在约20倍质量的碳酸钠水溶液中，加热搅拌反应，随水蒸气将生成的苯甲醛带出，经单个冷凝器冷却后，在单个油水分离器中分离，上部分水层回反应釜重复使用，下部分油层送到分馏工序减压分馏得到产品。此传统工艺得到的天然苯甲醛产品质量高、气味纯正，但存在能耗高、生产效率低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的天然苯甲醛的生产方法，将现有技术中的单个冷凝装置改进为三级冷凝系统，从而在保证天然苯甲醛产品的天然度和纯正气味的前提下，提高生产效率、降低能耗，克服现有的天然苯甲醛制备方法的缺陷。

本发明所述的天然苯甲醛的生产方法，是将肉桂醛和碱性水溶液置于反应釜中进行反醇醛反应，反应生成的含有天然苯甲醛产物的蒸汽通过一个三级冷凝系统进行分段控温冷却，随后于产品接收器中收集产物。

其中，所述的三级冷凝系统包括有第一级蒸汽上升管、第一级冷凝器、第一级油水分离器、第二级蒸汽上升管、第二级冷凝器、第二级油水分离器、第三级蒸汽上升管、第三级冷凝器和第三级油水分离器。

在所述的反应釜中反应生成的含有天然苯甲醛产物的蒸汽经第一级蒸汽上升管进入第一级冷凝器中进行冷却，冷却后得到的油水混合物流入第一级油水分离器中，分离得到的油层产物经产品接收器收集；在第一级冷凝器中未被冷却的蒸汽经第二级蒸汽上升管进入第二级冷凝器中进行冷却，冷却后得到的油水混合物流入第二级油水分离器中，分离得到的油层产物经产品接收器收集；在第二级冷凝器中未被冷却的蒸汽则经第三级蒸汽上升管进入第三级冷凝器中进行冷却，冷却后得到的油水混合物流入第三级油水分离器中，分离得到的油层产物经产品接收器收集。

在本发明中，所述的第一级冷凝器的温度控制在65℃～85℃的范围内；所述的第二级冷凝器的温度控制在40℃～60℃的范围内；而所述的第三级冷凝器的温度控制在20℃～40℃的范围内。

在本发明中，所述的第一级油水分离器和第二级油水分离器中分离得到的水层，均通过回流管回流至所述的反应釜中。其中，所述的第二级油水分离器中的水层先通过回流管回流至所述的第一级油水分离器中，然后与所述的第一级油水分离器中的水层一并通过回流管回流至所述的反应釜中。

在本发明中，所述的第三级油水分离器中分离得到的油层，是在反应结束后，单独经产品接收器收集的。

在本发明中，所述的反应釜还连接有高位槽。肉桂醛置于所述的高位槽内，通过一高压进料泵和进料管连续添加到所述的反应釜中，从而实现天然苯甲醛的连续生产。

在本发明中，所述的碱性水溶液采用质量百分比为1％～5％的碳酸钠水溶液或碳酸氢钠水溶液。肉桂醛与碱性水溶液的质量比为1∶5～1∶20，两者于96℃～106℃的温度下进行反醇醛反应。

在本发明所述的天然苯甲醛的生产方法中，通过采用一个三级冷凝系统，对反应生成的天然苯甲醛蒸汽进行分段控温冷却，能够在保证天然苯甲醛产品的天然度和纯正气味的前提下，提高生产效率、降低能耗。其中，第一级冷凝器的温度控制在65℃～85℃的范围内，能够使大约70％的蒸汽在第一级冷凝器中冷却，冷却后得到的油层产物由于其比重较大，可下沉在第一级油水分离器的下部，并通过与之相连的产品接收器收集产物；而位于第一级油水分离器上部的水层可通过回流管回流至反应釜中重复利用，由于第一级冷凝器的温度比现有工艺中的冷却温度约高30℃，这使得回流至反应釜的水温也比现有工艺中的约高30℃，从而使反应釜所需的加热温度降低、能耗降低；此外，也使得单位时间内水蒸气的蒸发量有所增加，而随水蒸汽带出的天然苯甲醛蒸汽的量也有所增加，从而提高了单位时间内反应设备的生产效率；同时，天然苯甲醛在反应釜中的残余量减少，也就减少了天然苯甲醛在反应釜中发生聚合反应的比例，相应地提高了天然苯甲醛的产率。剩余未被冷却的约30％的蒸汽经第二级蒸汽上升管进入第二级冷凝器中进行冷却，第二级冷凝器的温度控制在40℃～60℃的范围内，能够使大约25％的蒸汽在第二级冷凝器中冷却，由于第二级冷凝器的冷却温度与现有工艺中的基本一致，也就保证了天然苯甲醛蒸汽基本上都得到冷却回收。剩余未被冷却的约5％的蒸汽经第三级蒸汽上升管进入第三级冷凝器中进行冷却，第三级冷凝器的温度控制在20℃～40℃的范围内，能够使剩余5％的蒸汽在第三级冷凝器中冷却，由于第三级冷凝器的冷却温度比现有工艺中的还低15℃左右，这使得本发明所述的生产方法与现有工艺相比，能够收集更多的天然苯甲醛，从而提高了天然苯甲醛的产率。

此外，本发明所述的天然苯甲醛生产方法在肉桂醛的进料管上还设置有高压进料泵，因而能够实现肉桂醛原料在反应过程中的连续加料，从而实现天然苯甲醛的连续生产，由此克服了现有工艺中肉桂醛原料只能待每一次反应结束后才可以补充加料的缺陷，大大地提高了天然苯甲醛的生产效率。

本发明所述的天然苯甲醛生产方法由于采用了高压进料泵进行连续加料，并且采用了三级冷凝系统进行分段控温冷却，在保持现有工艺基本不变的前提下，能够使能耗节约20％以上，使天然苯甲醛的生产效率提高10％以上，并且使天然苯甲醛的产率提高5％以上。经第一级冷凝器和第二级冷凝器冷却得到的天然苯甲醛粗产品，可以送到下一工序中进行减压分馏，所得到的天然苯甲醛产品香味更为纯正，香气更为柔和，经气相色谱法分析，其天然苯甲醛的含量达到99.5％以上。而经第三级冷凝器冷却得到的天然苯甲醛粗产品，具有更高的纯度，可以直接用于深加工合成天然苯甲酸系列产品。

附图说明

图1是本发明所述的天然苯甲醛生产方法的工艺流程图。

图2是现有工艺中的天然苯甲醛生产方法的工艺流程图。

具体实施方式

实施例一：采用本发明所述的方法生产天然苯甲醛

将1000公斤浓度为2.5％的碳酸钠水溶液加入到反应釜1中，加热至沸腾，然后从高位槽2通过高压进料泵3和进料管4，按照每小时30公斤的滴加速度，持续将肉桂醛原料添加到反应釜1中，于100℃～106℃的温度下连续反应20小时。

反应生成的含有天然苯甲醛产物的蒸汽经第一级蒸汽上升管5进入到第一级冷凝器6中进行冷却，第一级冷凝器6的温度控制在65℃～85℃的范围内，大约70％的蒸汽在第一级冷凝器6中得到冷却。冷却后得到的油水混合物流入第一级油水分离器7中进行分层分离，分离得到的下层油层产物流入产品接收器14中收集，而上层水层则通过回流管15回流至反应釜1中重复利用。未被第一级冷凝器6冷却的蒸汽经第二级蒸汽上升管8进入到第二级冷凝器9中进行冷却，第二级冷凝器9的温度控制在40℃～60℃的范围内，大约25％的蒸汽在第二级冷凝器9中得到冷却。冷却后得到的油水混合物流入第二级油水分离器10中进行分层分离，分离得到的下层油层产物流入产品接收器14中收集，而上层水层则通过回流管15回流至第一级油水分离器7中，然后与第一级油水分离器7中的水层一并通过回流管15回流至反应釜1中重复利用。未被第二级冷凝器9冷却的蒸汽再经第三级蒸汽上升管11进入到第三级冷凝器12中进行冷却，第三级冷凝器12的温度控制在20℃～40℃的范围内，剩余的约5％的蒸汽可在第三级冷凝器12中得到冷却。冷却后得到的油水混合物流入第三级油水分离器13中进行分层分离，分离得到的下层油层产物待反应结束后单独通过产品接收器14收集。

反应结束后，经检测，产品接收器14中收集得到的第一级和第二级粗产品总共约为460公斤，第三级粗产品约为5公斤，回收尾油约为60公斤。经气相色谱分析，第一级和第二级粗产品中的天然苯甲醛含量约为58％，肉桂醛含量约为35％；第三级粗产品中的天然苯甲醛含量约为85％，肉桂醛含量约为10％；回收尾油中的天然苯甲醛含量约为4％，肉桂醛含量约为23％。经计算，天然苯甲醛的产率为65.8％。

表1实施例一所制得的天然苯甲醛粗产品的含量与产率

实施例二：采用现有工艺生产天然苯甲醛

将1000公斤浓度为2.5％的碳酸钠水溶液加入到反应釜21中，加热至沸腾，然后从高位槽22通过进料管23将600公斤的肉桂醛加入到反应釜21中，于100℃～106℃的温度下反应20小时。

反应生成的含有天然苯甲醛产物的蒸汽经蒸汽上升管24进入冷凝器25中进行冷却，冷凝器25的温度控制在40℃～50℃的范围内。冷却后得到的油水混合物流入油水分离器26中进行分层分离，分离得到的下层油层产物流入产品接收器27中收集，而上层水层则通过回流管28回流至反应釜21中重复利用。

反应结束后，经检测，产品接收器27中收集得到的天然苯甲醛粗产品约为420公斤，回收尾油120公斤。经气相色谱分析，粗产品中的天然苯甲醛含量约为61％，肉桂醛含量约为30％；回收尾油中的天然苯甲醛含量约为5％，肉桂醛含量约为25％。经计算，天然苯甲醛的产率为60.1％。

表2实施例二所制得的天然苯甲醛粗产品的含量与产率

表1和表2的检测数据表明，与现有的工艺相比，采用本发明所述的天然苯甲醛生产方法，能够获得纯度更高的天然苯甲醛产品，并且能够使天然苯甲醛的产率提高5％以上。

Claims

1.一种天然苯甲醛的生产方法，其特征在于：将肉桂醛和碱性水溶液置于反应釜中进行反醇醛反应，反应生成的含有天然苯甲醛产物的蒸汽通过一个三级冷凝系统进行分段控温冷却，随后于产品接收器中收集产物。

2.根据权利要求1所述的天然苯甲醛的生产方法，其特征在于：所述的三级冷凝系统包括第一级蒸汽上升管、第一级冷凝器、第一级油水分离器、第二级蒸汽上升管、第二级冷凝器、第二级油水分离器、第三级蒸汽上升管、第三级冷凝器和第三级油水分离器；其中，

反应生成的含有天然苯甲醛产物的蒸汽经第一级蒸汽上升管进入第一级冷凝器进行冷却，冷却后得到的油水混合物流入第一级油水分离器中，分离得到的油层产物经产品接收器收集；

在第一级冷凝器中未被冷却的蒸汽经第二级蒸汽上升管进入第二级冷凝器进行冷却，冷却后得到的油水混合物流入第二级油水分离器中，分离得到的油层产物经产品接收器收集；

在第二级冷凝器中未被冷却的蒸汽经第三级蒸汽上升管进入第三级冷凝器进行冷却，冷却后得到的油水混合物流入第三级油水分离器中，分离得到的油层产物经产品接收器收集。

3.根据权利要求2所述的天然苯甲醛的生产方法，其特征在于：所述第一级冷凝器的温度控制在65℃～85℃的范围内；所述第二级冷凝器的温度控制在40℃～60℃的范围内；所述第三级冷凝器的温度控制在20℃～40℃的范围内。

4.根据权利要求2所述的天然苯甲醛的生产方法，其特征在于：在所述的第一级油水分离器和第二级油水分离器中分离得到的水层，均通过回流管回流至所述的反应釜中。

5.根据权利要求2所述的天然苯甲醛的生产方法，其特征在于：在所述的第三级油水分离器中分离得到的油层，单独经产品接收器收集。

6.根据权利要求1所述的天然苯甲醛的生产方法，其特征在于：所述的反应釜还连接有高位槽；肉桂醛置于所述的高位槽内，通过一高压进料泵和进料管连续添加到所述的反应釜中，实现天然苯甲醛的连续生产。

7.根据权利要求1所述的天然苯甲醛的生产方法，其特征在于：所述的碱性水溶液采用质量百分比为1％～5％的碳酸钠水溶液或碳酸氢钠水溶液。

8.根据权利要求1所述的天然苯甲醛的生产方法，其特征在于：肉桂醛与碱性水溶液的质量比为1∶5～1∶20。

9.根据权利要求1所述的天然苯甲醛的生产方法，其特征在于：肉桂醛与碱性水溶液于96℃～106℃的温度下进行反醇醛反应。